Wykorzystanie wiązki laserowej do określenia parametrów szorstkości podłoża i ciepła jawnego

• Autorzy: Klemm K.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2016.271

Warianty tytułu

EN

Application of laser beam in determination of roughness parameters and sensible heat

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono procedurę wyznaczania podstawowych wielkości charakteryzujących lokalne warunki przepływu powietrza oraz turbulencji termicznej. Eksperyment został przeprowadzony w tunelu aerodynamicznym przy wykorzystaniu wąskiej wiązki światła laserowego. Przydatność tej metody w odniesieniu do badań modelowych potwierdzono między innymi w pracy Consortini [1], gdzie wykazano dużą wrażliwość wiązki w przypadku krótkich ścieżek. Analizie poddany został teren o wymiarach rzeczywistych 100x100m, na którym zlokalizowany był obiekt o kształcie walca o średnicy φ=10m i wysokości h=10m. Wiązka światła przebiegała prostopadle do osi tunelu. Pomiary prowadzono dla 11 ścieżek światła laserowego na wysokości z=0,12m, w odstępach ∆L=0,07m, po stronie dowietrznej modelu. W wyniku przeprowadzonych pomiarów kąta wychylenia wiązki światła laserowego oraz jego fluktuacji możliwe było wyznaczenie głównych parametrów turbulencji tj. współczynnika struktury optycznej i skali wewnętrznej lo, a w dalszej kolejności dyssypacji energii kinetycznej turbulencji ε i współczynnika struktury termicznej C2T. Wprowadzając dodatkowe pomiary prędkości na wysokości z=0,12m możliwe stało się również oszacowanie szorstkości powierzchni terenu zo. Przeprowadzone badania wykazały, że nawet w przypadku pojedynczego obiektu obserwowane są zmiany podstawowych parametrów przepływu oraz ciepła.

EN

The paper presents a procedure for determination of the basic quantities of local wind flow and thermal turbulence. The experiment was conducted in wind tunnel with the use of the narrow laser beam. The suitability of this method in relation to the model tests were confirmed among others in work of Consortini [1], where high sensitivity of the beam for short paths has been displayed. The analysis have been subjected to an area with real dimensions of 100x100m, where the simple object was located in the shape of a cylinder with a diameter φ =10m and a height h=10m. The roughness of the surface was assumed to be equal to zo=0.02m. A laser beam rans perpendicular to the axis of the tunnel. Measurements were carried out for the 11 paths of the laser beam at a height z = 0.12m at intervals ∆L = 0.07m on the upwind side of the model. The measurements of angle of deflection and fluctuations of laser beam allowed determination of basic turbulence parameters, i.e. refractive index structure parameter and inner scale and therefore dissipation of turbulent kinetic energy and thermal structure. By introducing additional measurements of speed at the height of z = 0.12m it was possible to estimate the roughness length zo. The study showed that even in the case of a single object change of the basic flow parameters and thermal turbulence can be observed.

Słowa kluczowe

PL

badania modelowe; mikroklimat; turbulencja termiczna

EN

model test; microclimate; thermal turbulence

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 63, nr 4
• Strony: 269--276
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., wykr.

Twórcy

autor

Klemm K.

• Politechnika Łódzka, Instytut Inżynierii Środowiska i Instalacji Budowlanych, Zakład Gospodarki Przestrzennej i Geomatyki, Al. Politechniki 6, 90-924 Łódź; tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Consortini A., Sun Y.Y., Li Z.P., Conforti G.: A mixed method for measuring the inner scale of atmospheric turbulence, Journal of Modern Optics, vol.37, No. 10, 1990, pp. 1555-1560.
• [2] Stewart I. D., Oke T. R.: Local climate zones for urban temperature studies, http://journals.ametsofo c.org/doi/pdf/10.1175/BAMS-D-11-00019.1 {dostęp 23.05. 2016 r.}.
• [3] Thiermann V., Grassl H.: The measurement of turbulrnt surface-layer fluxes by use of bichromatic scitillation, Boundary - Layer Meteorology, 58, 1992, pp. 367-389.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)